Введение к работе
Актуальность работы. В низовьях р. Кубань к 1990 г. прак
тически закончилось строительство мелиоративно-
водохозяйственного комплекса. Решение задачи увеличения валово
го сбора риса осуществлялось за счет расширения площадей под ри
совые оросительные системы (РОС). При обосновании проектов
строительства РОС, не в полной мере прогнозировались последствия
влияния значительных отборов воды для орошения из водных ис
точников и больших объемов сброса загрязненных вод в водоприем
ники.
Существенно ухудшилась почвенно-мелиоративная и экологическая обстановка. Выполненные работы по реконструкции рисовых оросительных систем хотя и дали некоторый положительный результат, но в целом, не изменили общей направленности развития геосистемы Нижней Кубани.
На урожайность риса и его себестоимость оказывают влияние различные факторы. Если урожайность риса напрямую зависит от сортов, севооборота, режима орошения, удобрений и др., то себестоимость производства риса в основном определяется эксплуатационными затратами на содержание рисовой системы. Поэтому, при высоких урожаях риса его себестоимость может оказаться достаточно значительной, и возделывание этой культуры становится нерентабельным. На себестоимость выращивания риса значительно влияют энергетические затраты, связанные с забором и перекачкой воды.
На Марьяно-Чебургольской оросительной системе (МЧОС) Краснодарского края в 2002-09 гг. потребляемая электроэнергия на перекачку сбросных вод колебалась от 17,0 до 25,2 млн. кВт. ч.
Снижение энергетических затрат может быть достигнуто за счет уменьшения потребляемой мощности насосными станциями (НС), путем увеличения коэффициента полезного действия систем, снижением напоров при перекачке вод и удельных затрат электро-
энергии как отнесенных к объему перекачки, так и урожаю сельскохозяйственных культур.
Работа выполнена в рамках госбюджетной темы ФГОБУ ВПО «Кубанский ГАУ» «Обосновать и разработать комплексные мелиорации для устойчивого развития земель, сельскохозяйственных ландшафтов, экологическую инфраструктуру на водосборах, повысить надежность технических средств на мелиоративных системах» (№ Госрегистрации 01.2.006-6831, 2006-11 гг.).
Рабочая гипотеза. Подпор уровня воды в коллекторе в допустимых пределах не вызовет подтопление рисовых чеков в вегетационный период, обеспечит снижение себестоимости и сохранение урожайности риса.
Цель работы. Обоснование режима эксплуатации главного коллектора при подпоре уровня в аванкамере насосной станции для экономии энергии и получения гарантированного урожая риса на
мчос.
Объект исследований - мелиоративное состояние рисовых чеков МЧОС, режим уровня главного коллектора.
Предмет исследований. Связь уровня воды в главном коллекторе с мелиоративным состоянием рисовых чеков.
Задачи исследований:
исследовать подпор уровня по длине коллекторной сети и коэффициент гидравлического трения в заросших руслах РОС;
установить величину допустимого подпора уровня в коллекторе, при котором не будет наблюдаться подтопление прилегающих чеков;
обосновать режим орошения при допустимом подпоре уровня в коллекторе для получения гарантированного урожая риса;
разработать математическую модель для оперативного управления режимом эксплуатации коллекторной сети;
разработать адаптивный режим эксплуатации коллекторной сети к условиям МЧОС;
провести обоснование экономической эффективности мероприятий при создании подпора в главном коллекторе в вегетационный период.
Методика исследований. При проведении теоретических исследований использовались методы гидравлического анализа и математического моделирования.
При проведении экспериментальных исследований использовались стандартные методики эксплуатационно-технологической оценки.
Обработка исследований проводились с привлечением метода статистического анализа.
Научную новизну работы составляет:
математическая модель для расчета уровней по длине коллектора в подпорном режиме;
математическая модель для оперативного управления режимом эксплуатации коллекторной сети при подпоре уровня в коллекторах от 0,3 до 0,5 м;
адаптивный режим эксплуатации коллекторов при подпоре уровней в вегетационный период выращивания риса.
Реализация работы. Результаты исследований использованы при разработке мероприятий по снижению энергозатрат головной сбросной насосной станции №4 Красноармейского филиала ФГБУ «Управление «Кубаньмелиоводхоз» на МЧОС.
Результаты исследований внедрены на рисовой системе МЧОС Краснодарского края в хозяйстве ООО ЗК «Полтавское» на рисовых чеках площадью 264 га в 2006-2010 гг.
Практическая ценность работы заключается в разработке режима эксплуатации коллекторной сети, который позволит снизить себестоимость выращивания риса в условиях МЧОС.
Апробация работы. Основные положения и материалы исследований докладывались и обсуждались: на научно-технических совещаниях в ФГБУ «Управление «Кубаньмелиоводхоз» в 2004-2009 гг.; на научно-практических конференциях КГАУ в г. Краснодаре в 2005-09 гг.; на научно-практических конференциях ВГСХА в г. Волгограде в 2007-09 гг.; на 3-х международных научно-практических конференциях «Проблемы мелиорации земель и воспроизводства почвенного плодородия» (г. Краснодар), 2008-10 гг.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 198 наименований, в том числе 48 публикаций зарубежных авторов и приложения. Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста, включает 27 рисунков, 23 таблицы. Основные положения диссертации опубликованы в 12 печатных работах, в том числе в 5 изданиях, рекомендованных ВАК.
